黄荣峰课题组在光调控拟南芥抗坏血酸合成上取得重大进展

中国农业科学院生物技术研究所,2013-02-27

近日，中国农业科学院生物技术研究所黄荣峰课题组有关光调控拟南芥维生素C (VC, 又名抗坏血酸，AsA）合成的研究结果被国际知名刊物《植物细胞（The Plant Cell）》接受，该文章以黄荣峰研究员和邓兴旺教授为通讯作者，以王娟博士生为第一作者。该研究是黄荣峰课题组与耶鲁大学邓兴旺实验室以及首都师范大学马力耕实验室共同合作完成。他们的研究发现光形态建成信号复合体COP9参与调控拟南芥VC的合成，且VC的合成调控中存在泛素修饰及蛋白降解，阐明了光对植物VC合成调控的分子基础。该研究成果是继2012年他们团队在《The Plant Journal》报道了转录因子ERF98转录调控拟南芥VC合成基础上的进一步深化。

VC是普遍存在于植物和真核藻类体内的水溶性小分子抗氧化物质，人类和一些哺乳动物由于体内缺乏某些合成酶而不能合成VC，只能通过饮食补充VC。植物是VC的最主要来源，且在植物体内VC也是重要的基本组分，它在植物抗氧化和激素信号转导调控生长发育中起重要作用。光是影响植物VC合成的重要环境因子，植物体内VC的含量会随着光暗交替发生昼夜节律性变化。在国家973项目和国家自然基金委的资助下，黄荣峰课题组致力于诠释光如何调控植物VC合成的分子机制，发现COP9的亚基CSN5B通过与VC合成途径中的酶VTC1相互作用促进其在暗中降解，从而降低拟南芥VC含量。由于泛素化蛋白降解是植物生长发育及激素信号途径中的重要调节方式，比如赤霉素调节植物生长、茉莉素防卫应答等，类似地，植物VC合成在光暗交替下产生的变化也存在泛素化蛋白降解调控。这一研究结果为进一步阐述植物VC合成调控机理提供了新的研究思路。